湖南省似大地水准面模型对比研究

正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统,也是中国目前采用的高程系统。随着GNSS定位技术的广泛应用,已能在10-7~10-9的精度量级上获得测量点的平面位置,但是却一直未能以相应的精度求解点的高程值。因此,通过建立高精度、高分辨率的区域似大地水准面模型提升高程测量的精度,成为重要的技术手段。该文通过对湖南省2007似大地水准面模型后期各似大地水准面模型的对比研究,找到模型的差异,并对差异较大的地区进行特征分析,查找形成差异的原因,可为全省二、三等水准网测量和大地水准面再精化工作提供参考。

GNSS观测值类型对短基线大地高差精度的影响分析

基于某市C级网的观测数据,分析了采用不同原始观测值和无电离层组合等四种不同基线解算策略对短基线大地高差精度的影响,结果发现,仅通过基线较差分析难以评估不同解算策略的基线处理精度.为此,联合二等水准测量和似大地水准面模型对基线结果进行了外部检核,发现采用无电离层组合的结果中大地高差存在约2.2 cm的系统差,而使用原始双频观测值的结果精度最高,是短基线处理的最佳策略.

特大型跨海桥梁工程似大地水准面精化实践与分析

特大型跨海桥梁工程似大地水准面精化应用实践极少。为解决风浪大、长距离等复杂海况下海上施工的高精度定位和放样等难题,本文对某特大型跨海桥梁工程进行高精度似大地水准面精化,基于地形、重力数据等基础数据和先进的理论模型,采用应用广泛的第二类Helmert聚集法计算得到似大地水准面模型。经实践验证,该似大地水准面模型精度达±0.008 m,应用实测平均精度为±0.0118 m,成果满足设计精度要求;同时,通过将格网模型植入该桥梁建设所建立的工程用连续运行基准站(CORS)系统内,方便大桥日常建设中采用网络实时动态定位(RTK)实现高精度的施工放样,提高工作效率,为大桥顺利建设提供重要的基础技术支持和保障。

新昌县现代测绘基准服务能力测试与评估

为客观评估新昌县现代测绘基准服务支撑保障能力,对新昌县及周边卫星导航定位基准站、全球卫星导航系统(GNSS)D级网、三等水准网,以及县域的高精度似大地水准面模型相关的基础数据进行统计、分析与处理,结果表明新昌县卫星导航定位基准站网覆盖全面、站网观测质量良好、实时差分定位(RTK)服务水平精度优于±1.0 cm,大地高精度优于±2.5 cm,似大地水准面模型精度优于2.0 cm,能够支撑新昌县经济社会发展,长远来看仍需做好新昌县测绘基准的维持与更新工作。

似大地水准面高程异常拟合方法分析研究

通过对似大地水准面拟合方法及必要性进行分析研究,单一拟合模型普遍具有一定的局限性,难以满足地形复杂区域拟合精度要求。针对该弊端,本文以某地区高程控制测量项目为研究对象,利用GNSS水准联测数据分别构建多项式拟合模型、多面函数拟合模型,然后通过最优加权平均算法对单一拟合模型拟合成果进行组合处理,形成最优加权平均模型,对研究区似大地水准面进行拟合,通过对3种模型的内外符合精度、检核点误差及误差分布情况进行对比分析,验证了最优加权平均模型相较于单一模型能够更为准确地对区域似大地水准面进行拟合精化,整体拟合效果大大提升,同时最优加权平均模型适用性较高,可操作性较强,能够实现不同地形条件区域似大地水准面的精确获取。

基于格网模型的高程异常插值系统研究

研究基于格网模型的高程异常插值系统使用的格网模型结构、格网插值使用的算法、插值系统的界面和功能,并以我国香港地区的似大地水准面插值为例,说明文件插值高程转换的过程。

基于BP神经网络似大地水准面精化精度分析

针对BP神经网络似大地水准面精化在山区和平原等地形区域的差异,采用BP神经网络+残余高程异常的方法,建立残余高程异常与坐标的非线性函数关系,并以南方某山区和华北某平原为研究对象,对比分析了BP神经网络似大地水准面精化不同地形区域的精度。结果表明,在平原和山区均能达到较高的精度(±5 cm以内),且平原优于山区,因此BP神经网络可应用于大面积的不同地形区域的似大地水准面精化,精度可满足1∶500~1∶2000大比例尺地形图测量的需求。

数字孪生基础数据高程基准统一技术研究

为满足孪生流域等数字孪生建设对基础地理信息数据的强烈需求,确保工程建设高程基准的统一,基于GNSS观测技术和重力场模型,开展了数字孪生基础数据高程基准统一研究。构建了顾及地形特征的高精度区域似大地水准面模型,形成了数字孪生基础数据高程基准统一模型库,并利用模型精度和检测精度两种评价方法对高程模型和多场景采集的多源基础数据的高程改正成果开展精度评价。结果表明:①似大地水准面模型的内符合精度为±2.6 cm,外符合精度为±3.1 cm,优于EGM2008模型结合二次曲面拟合法等其他拟合算法,成果精度满足规范要求;②多源基础数据的高程改正成果中误差在±10 cm以内,满足数字孪生建设对基础数据的精度要求。该模型方法构建简单且精度高,具有广阔的应用前景,不仅可应用于数字孪生建设等领域,也可为大范围的工程测量、陆海高程基准统一等提供技术支撑。

粤港澳陆海统一似大地水准面模型构建与分析

采用75251个重力点数据和221个GNSS水准资料,以SGG-UGM-2地球重力场模型作为参考重力场,由Stokes-Helmert凝集法计算了2′2′格网粤港澳似大地水准面模型(模型2021),实现了陆海一体、覆盖粤港澳全域的高程基准统一。经精度检验及新旧模型差异分析,模型2021有效覆盖粤港澳全域及领海基线内海域,外符合精度从原有的±4.8 cm提升到±2.9 cm,其中,粤港澳大湾区模型精度达到了±1.8 cm,粤北山区、粤东沿海区域精度显著提升。

GDCORS和粤港澳大湾区似大地水准面在验潮站水准点高程测定中的应用

基于广东省陆海一体现代测绘基准体系建设成果,以江门市沿海的5个验潮站水准点作为试验点,同时在试验点周边选取4个高程控制点作为检核点,分别从高程和高差两个方面进行全球导航卫星系统(GNSS)静态高程测量替代国家三等、四等水准测量的误差对比分析,探究GNSS静态高程测量在不同观测时长下的精度情况。试验结果表明,在结合广东省连续运行卫星定位服务系统(GDCORS)和粤港澳大湾区高精度似大地水准面模型的情况下,对沿海地区验潮站水准点进行2和4 h以上的GNSS静态高程测量分别可以达到国家四等和三等水准测量的精度要求,此试验为其在广东省海洋测绘领域应用提供了价值参考。

利用GPS精化区域似大地水准面

基于原有似大地水准面,在区域设计一些具有高精度的GPS大地高和水准高的公共点,采用数学拟合方法可得该区域似大地水准面的精化模型。由精化后的似大地水准面可得到区域内任一GPS测点的水准高程,从而代替五等水准测量和三角高程测量。

全国及部分省市地区高精度、高分辨率大地水准面的研究及其实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型,研制了适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94,建立了中国新一代包括全部陆海国土的dm级(似)大地水准面CQG2000,建立了中国以GPS/水准为基础的高程异常控制网,利用海洋卫星测高数据进行我国海洋大地水准面的计算、我国陆地重力(似)大地水准面的研制及我国陆海(似)大地水准面的拼接;研制了江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及南水北调西线工程具有cm级精度的省市地区(似)大地水准面模型;结合GPS技术和高精度(似)大地水准面模型,研制了GPS测图软硬件一体化系统。

CQG2000模型在青藏高原地区的精度检验及其对区域重力调查工作的意义

区域重力调查中,测点正常高的精度直接影响重力测量成果的精度。利用CQG2000似大地水准面模型对GPS测得的大地高程进行改算,可得到较高精度的正常高成果。然而,CQG2000似大地水准面模型在不同地区的精度和分辨率是不同的,在青藏高原地区精度相对差些。通过对CQG2000似大地水准面模型在青藏高原地区精度的实地检验,证实其在该地区的精度可以满足1:20万区域重力调查工作中求取测点正常高的精度需要。通过上述实验,总结出用CQG2000模型提高区域重力调查中GPS高程测量精度的方法,对区域重力调查工作有重要意义。

GPS高程拟合转换正常高的研究

通过对GPS测高与水准测量理论及其异同分析的基础上,阐述了确定似大地水准面的原理与方法,分析了用数学模型法,用少量GPS与水准重合点将GPS大地高直接转换为具有cm量级正常高的实现方法。实验结合黑龙江省虎林地区的地形特点,提出了用线性内插法、平面模型法和二次曲面模型法等来转GPS高程,证明在黑龙江省虎林地区可以通过少量且分布合理的水准点来直接求出该地区具有cm量级的正常高,且精度可以达到四等水准测量的精度要求,满足一般工程的需要。

基于似大地水准面格网的插值方法及精度分析

影响由似大地水准面模型进行GPS高程转换的因素有两个:GPS点大地高的测量精度和该点内插高程异常的精度。利用模拟以及某一区域似大地水准面模型比较了反距离加权插值、线性插值、谢别德插值以及切比雪夫插值方法用于GPS点高程异常内插的精度,结果表明:对于分辨率较高的似大地水准面,切比雪夫插值具有很好的内插效果。

小区域GPS高程拟合方法精度研究

利用多项式拟合与地球重力场模型相结合的数学方法,由小区域少量的GPS与水准重合点,将GPS测得的大地高直接转换为具有厘米量级正常高的实现方法作了讨论,将该方法得到的正常高与单独利用多项式拟合和地球重力场模型得到的结果进行比较,其差值的标准差为±2.8 cm。

GPS水准移动曲面法功能新探

在简要分析了GPS水准拟合几种主要方法优缺点的基础上,重点探讨了移动曲面法和顾及似大地水准面模型的改进移动曲面法的特殊优点,指出了GPS水准拟合今后有待进一步研究的内容。

珠峰地区似大地水准面精化与珠峰顶正高的确定

本文使用珠峰及其周边地区的重力数据与SRTM3、1∶50000DEM、GTOPO30地形数据,以该地区的44个GPS水准点为控制,选择国内外的EGM96、WDM94、IGG05B、DQM2000D和CG03C作为参考重力场模型,采用移去-恢复技术,首次完成了珠峰地区分辨率为2.5′×2.5′高精度似大地水准面,其精度达到±9cm,并据此推算了珠峰顶高程异常值.再利用登山线路上的新测重力点与珠峰地形数据,依据严格的重力归算理论及移去-恢复技术,完成了珠峰顶似大地水准面与大地水准面差值计算,即珠峰正常高与正高的换算.

带状区域GPS大地高转换成正常高的研究

在对GPS测高与水准测量理论及其异同分析的基础上,阐述了确定似大地水准面的原理与方法,分析了用数学模型法和少量GPS高程点与水准点重合,将GPS大地高直接转换为具有厘米量级正常高的实现方法。实验结合黑龙江省虎林地区的地形特点,提出了用线性内插法、平面模型法和二次曲面模型法等来转换GPS高程,证明在该地区可以通过少量且分布合理的水准点来直接求出具有厘米量级的正常高,且精度可以达到四等水准测量的精度要求,满足一般工程的需要。

似大地水准面模型在城区GPS高程转换中的应用

介绍利用似大地水准面模型在海口市主城区内地面进行GPS高程转换的具体方法。实践证明,只要工作方法得当,利用似大地水准面模型在人、车拥挤和建筑物、电力、通讯等设施密集的城市主城区内进行地面GPS高程转换,其结果可以达到有关规范的等级高程控制要求,从而达到节约人力、物力、财力,提高测量工作效率的目的。